人教版高中物理选择性必修二第三章第四节电能输送练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选择性必修二第三章第四节电能输送练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 897.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-28 09:55:44 | ||
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文档简介
汽开三中交变电流章节练习：电能的输送
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1. 高压输电过程中，输电电压为U，输电功率为P，输电导线上电阻为R，则下列说法中错误的是
（ ）
A. 损耗的功率为 B. 输电导线上的电流为
C. 损失的电压为R D. 用户得到的功率为R
2. 为了减小电能输送过程中的损耗，高压送电是当前最有效的方式。将200 V、100 kW的交流电按照如图所示电路输送给用户，线路上总电阻R＝4 Ω，降压变压器原、副线圈的匝数比为195∶11，用户获得电压为220 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为()
A. 1∶25 B. 1∶20 C. 1∶10 D. 1∶5
3. 如图所示为远距离输电原理图，变压器T1、T2为理想变压器，T1原、副线圈的匝数比为1:10，T2原、副线圈的匝数比为10:1，发电机的输出功率为P，输出电压为U，用电器R0两端的电压为0.98U，则输电线的电阻R为
A. B. C. D.
4. 随着经济发展，用电需求大幅增加，当电力供应紧张时，有关部门就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为R，两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法正确的是（ ）
A. 降压变压器的输出电压减小了 B. 升压变压器的输出电流增加了
C. 输电线上损失的功率减小了 D. 发电厂输出的总功率增加了
5. 远距离输电的原理图如图所示，T1、T2为理想变压器，其原、副线圈匝数比分别为1：10和10：1，输电线路的总电阻R=10Ω，A、B均是额定电压为220V额定功率为1100W的电热器。开关S断开时，用电器A正常工作，则下列说法正确的是（ ）
A. 开关S断开时，输电线的热功率为2.5W B. 变压器T1的输入电压为225V
C. 闭合开关S，输电线损失的电压不变 D. 闭合开关S，用电器A、B均正常工作
6. 如图所示为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，输电线电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光。则下列说法正确的是（ ）
A. 仅闭合开关S，灯L1会变亮 B. 仅闭合开关S，r消耗的功率会变大
C. 仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小 D. 仅将滑片P上移，电流表示数会变大
7. 远距离输电示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。降压变压器的输出电压为220V，则下列说法中正确的（ ）
A. 通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
B.
C. 乙图中电压的瞬时值表达式为
D. 升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
8. “中国速度”在新冠肺炎疫情面前再一次被激发，10天建成火神山医院，通过验收并按时移交．火神山医院安装有24台箱式变压器，铺设电力电缆达10千米．发电站利用输电线路远距离向医院输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的n倍，则（ ）
A. 输电线上损失的电压减少到原来的
B. 输电线上损失的电压减少到原来的
C. 输电线上损失的电能减少到原来的
D. 输电线上损失的电能不变
9. 如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为m，降压变压器的原副线圈匝数比为n，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机输出的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数减小了ΔU，则下列判断正确的是（ ）。
A. 电流表A2的示数增大了 B. 电流表A1的示数增大了
C. 电压表V1的示数减小了ΔU D. 输电线损失的功率增加了
10. 图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝n4＜n2＝n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL＞2R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时 （ ）
A. A1、A2两表的示数相同 B. L1、L2两灯泡的亮度相同
C. R1消耗的功率大于R3消耗的功率 D. R2两端的电压小于R4两端的电压
二、计算题
如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
交流发电机产生电动势的最大值；
输电线路上损耗的电功率；
若升压变压器原、副线圈匝数比为 ，升压变压器原线圈两端的电压。
11.
答案和解析
1.【答案】A
A、根据P=UI得，输电线路上的电流为，则输电线上损耗的功率．故A错误，B正确。
C、电压损失．故C正确。
D、根据能量守恒得，用户得到的功率．故D正确。
本题选错误的，故选A
2.【答案】B
解：由题意知：输送功率P=100kw，输送电压U1=200V，设升压后的电压为U2，则：
输电线上的电流：
输电线上损耗的电压：U损=I2 R
降压变压器上的输入电压：U3=U2-U损
对降压变压器：
联立可得：
故B正确，ACD错误。
故选：B。
3.【答案】B
根据变压器电流比和匝数比成反比可知，T1的输入电流为I=，输出电流为，T2的输出电流仍为I，变压器原副线圈功率相等，功率损失在输电线上 ，则电阻R上消耗的功率为P-0.98P=R，解得R=，选项B正确，ACD错误。
故选B。
4.【答案】C
AB.拉闸限电后,用电器减少,意味着并联支路减少,用户端总电阻增加,减小,=也随着减小,输电线上的电压损失U减小。由于发电厂输出电压恒定,输送电压也恒定,根据=U+,则增加,也增加,A、B错误;
C.根据P=R,可知输电线上损失的功率减小了,C正确;
D.减小,也随着减小,发电厂输出电压恒定,所以发电厂输出总功率减小了,D错误。
5.【答案】A
A、开关S断开时，电热器A正常工作，T2的输出电流I4==5A。对变压器T2，由可知输电线电流I=0.5A，输电线R的热功率P热=I2R=2.5W，故选项A正确；
B、变压器T2的输出电压U4=220V，由可知，变压器T2的输入电压为2200V，变压器T1的输出电压U2=IR+U4=0.5×10V+2200V=2205V，由得变压器T1的输入电压为220.5V，故选项B错误；
CD、仅闭合S，变压器T2的输出功率增大，输电线中电流增大，输电线上损失的电压增大，导致变压器T2的输入电压减小，变压器T2的输出电压减小，A、B均不能正常工作，选项C、D均错误。
故选A。
6.【答案】B
A、仅闭合开关S，用户总功率变大，降压变压器副线圈电流变大，降压变压器原线圈电流变大，输电线损失的电压变大，升压变压器输出电压即输电电压不变，降压变压器输入电压减小，降压变压器输出电压减小，灯泡L1两端电压减少，灯泡实际功率减小，灯泡亮度变暗，故A错误；
B、由A的分析可知，仅闭合开关S，输电电流变大，即流过电阻r的电流增大，r消耗的功率变大，故B正确；
C、仅将滑片P下移，升压变压器T1的输出电压U2变大，整个电路总电阻不变，流过r的电流变大，电阻r消耗的功率变大，故C错误；
D、仅将滑片P上移，理想变压器T1的输出电压U2减少，电路中总电流减少，输电功率减小，理想变压器T1输入功率减少，理想变压器T1输入电压不变，则T1的输入电流减少，电流表示数会变小，故D错误。
故选：B。
7.【答案】C
A、通过变压器的原副线圈的电流的频率相同，故C错误． ；
B、由变压器的电压比与匝数之比的关系得：，；
因升压变压器，所以U1＞U2，又因与为线路电压损失，即U2＞U3，所以，故B错误．
C、根据乙图可知，电压的最大值，周期T=0.02s，所以，则乙图中电压的瞬时值表达式为：u=220sin100πt V，故C正确
D、因是理想变压器，则其输入功率与输出功率相等，但由于电线电阻功率损失，所以升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率．故D错误．
故选：C．
8.【答案】B
AB．输送的功率一定，根据可知输电电压越高，输电电流越小，若输送电压提高到原来的n倍，则电流减小到原来的，根据可知输电线上损失的电压减少到原来的，故A错误，B正确；
CD．根据可知输电线上损失的功率减少到原来的，则输电线上损失的电能减少到原来的，故CD错误。
9.【答案】B
AB.设降压变压器原副线圈的电压分别为U3和U4 ，根据解得U3=nU4，U3'=nU4'，U4-U4'=U，则U3=U3'+nU，电压表 V2 的示数减小了U，可知输电线上的电压增大了nU，则输电线上的电流A1增加了，由可知，故B正确，A错误；
C.发电厂输出的电压恒为U，根据可知，电压表V1示数与输入电压和变压比有关，用户的负载发生变化，电压表V1示数不变，故C错误；
D.输电线上的电压增大了nU，输电线损失的功率增加了，故D错误。
故选B。
10.【答案】D
解：由欧姆定律可知A2的读数。，I1·2R＝U2-U3，，U4＝I4·RL，，联立可得： 由题意可知： ，， 令，则有 由于RL＞2R，k＞1，则 ，I1＜I2，因， 故PR1＜PR3，因UR2＝I1R，UR4＝I2R 故UR2＜UR4，选项A、C错误，选项D正确；
同理 ，故L1灯亮度比L2灯亮度大，选项B错误。
11.【答案】解：(1)根据正弦式交变电流产生规律可知,最大值为:=NBSω
得:Em=300V。
(2)设降压变压器原、副线圈的电流分别为、,电动机恰能正常工作,有:
根据理想变压器的电流比可知:
得I3=4A
所以输电线路上损耗的电功率为:
(3)根据理想变压器的的变压比可知:
得：U3=2200V
升压变压器副线圈两端电压为:U2=U3+I3R=2240V
又
可得:U1=280V
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1. 高压输电过程中，输电电压为U，输电功率为P，输电导线上电阻为R，则下列说法中错误的是
（ ）
A. 损耗的功率为 B. 输电导线上的电流为
C. 损失的电压为R D. 用户得到的功率为R
2. 为了减小电能输送过程中的损耗，高压送电是当前最有效的方式。将200 V、100 kW的交流电按照如图所示电路输送给用户，线路上总电阻R＝4 Ω，降压变压器原、副线圈的匝数比为195∶11，用户获得电压为220 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为()
A. 1∶25 B. 1∶20 C. 1∶10 D. 1∶5
3. 如图所示为远距离输电原理图，变压器T1、T2为理想变压器，T1原、副线圈的匝数比为1:10，T2原、副线圈的匝数比为10:1，发电机的输出功率为P，输出电压为U，用电器R0两端的电压为0.98U，则输电线的电阻R为
A. B. C. D.
4. 随着经济发展，用电需求大幅增加，当电力供应紧张时，有关部门就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为R，两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法正确的是（ ）
A. 降压变压器的输出电压减小了 B. 升压变压器的输出电流增加了
C. 输电线上损失的功率减小了 D. 发电厂输出的总功率增加了
5. 远距离输电的原理图如图所示，T1、T2为理想变压器，其原、副线圈匝数比分别为1：10和10：1，输电线路的总电阻R=10Ω，A、B均是额定电压为220V额定功率为1100W的电热器。开关S断开时，用电器A正常工作，则下列说法正确的是（ ）
A. 开关S断开时，输电线的热功率为2.5W B. 变压器T1的输入电压为225V
C. 闭合开关S，输电线损失的电压不变 D. 闭合开关S，用电器A、B均正常工作
6. 如图所示为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，输电线电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光。则下列说法正确的是（ ）
A. 仅闭合开关S，灯L1会变亮 B. 仅闭合开关S，r消耗的功率会变大
C. 仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小 D. 仅将滑片P上移，电流表示数会变大
7. 远距离输电示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。降压变压器的输出电压为220V，则下列说法中正确的（ ）
A. 通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
B.
C. 乙图中电压的瞬时值表达式为
D. 升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
8. “中国速度”在新冠肺炎疫情面前再一次被激发，10天建成火神山医院，通过验收并按时移交．火神山医院安装有24台箱式变压器，铺设电力电缆达10千米．发电站利用输电线路远距离向医院输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的n倍，则（ ）
A. 输电线上损失的电压减少到原来的
B. 输电线上损失的电压减少到原来的
C. 输电线上损失的电能减少到原来的
D. 输电线上损失的电能不变
9. 如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为m，降压变压器的原副线圈匝数比为n，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机输出的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数减小了ΔU，则下列判断正确的是（ ）。
A. 电流表A2的示数增大了 B. 电流表A1的示数增大了
C. 电压表V1的示数减小了ΔU D. 输电线损失的功率增加了
10. 图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝n4＜n2＝n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL＞2R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时 （ ）
A. A1、A2两表的示数相同 B. L1、L2两灯泡的亮度相同
C. R1消耗的功率大于R3消耗的功率 D. R2两端的电压小于R4两端的电压
二、计算题
如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
交流发电机产生电动势的最大值；
输电线路上损耗的电功率；
若升压变压器原、副线圈匝数比为 ，升压变压器原线圈两端的电压。
11.
答案和解析
1.【答案】A
A、根据P=UI得，输电线路上的电流为，则输电线上损耗的功率．故A错误，B正确。
C、电压损失．故C正确。
D、根据能量守恒得，用户得到的功率．故D正确。
本题选错误的，故选A
2.【答案】B
解：由题意知：输送功率P=100kw，输送电压U1=200V，设升压后的电压为U2，则：
输电线上的电流：
输电线上损耗的电压：U损=I2 R
降压变压器上的输入电压：U3=U2-U损
对降压变压器：
联立可得：
故B正确，ACD错误。
故选：B。
3.【答案】B
根据变压器电流比和匝数比成反比可知，T1的输入电流为I=，输出电流为，T2的输出电流仍为I，变压器原副线圈功率相等，功率损失在输电线上 ，则电阻R上消耗的功率为P-0.98P=R，解得R=，选项B正确，ACD错误。
故选B。
4.【答案】C
AB.拉闸限电后,用电器减少,意味着并联支路减少,用户端总电阻增加,减小,=也随着减小,输电线上的电压损失U减小。由于发电厂输出电压恒定,输送电压也恒定,根据=U+,则增加,也增加,A、B错误;
C.根据P=R,可知输电线上损失的功率减小了,C正确;
D.减小,也随着减小,发电厂输出电压恒定,所以发电厂输出总功率减小了,D错误。
5.【答案】A
A、开关S断开时，电热器A正常工作，T2的输出电流I4==5A。对变压器T2，由可知输电线电流I=0.5A，输电线R的热功率P热=I2R=2.5W，故选项A正确；
B、变压器T2的输出电压U4=220V，由可知，变压器T2的输入电压为2200V，变压器T1的输出电压U2=IR+U4=0.5×10V+2200V=2205V，由得变压器T1的输入电压为220.5V，故选项B错误；
CD、仅闭合S，变压器T2的输出功率增大，输电线中电流增大，输电线上损失的电压增大，导致变压器T2的输入电压减小，变压器T2的输出电压减小，A、B均不能正常工作，选项C、D均错误。
故选A。
6.【答案】B
A、仅闭合开关S，用户总功率变大，降压变压器副线圈电流变大，降压变压器原线圈电流变大，输电线损失的电压变大，升压变压器输出电压即输电电压不变，降压变压器输入电压减小，降压变压器输出电压减小，灯泡L1两端电压减少，灯泡实际功率减小，灯泡亮度变暗，故A错误；
B、由A的分析可知，仅闭合开关S，输电电流变大，即流过电阻r的电流增大，r消耗的功率变大，故B正确；
C、仅将滑片P下移，升压变压器T1的输出电压U2变大，整个电路总电阻不变，流过r的电流变大，电阻r消耗的功率变大，故C错误；
D、仅将滑片P上移，理想变压器T1的输出电压U2减少，电路中总电流减少，输电功率减小，理想变压器T1输入功率减少，理想变压器T1输入电压不变，则T1的输入电流减少，电流表示数会变小，故D错误。
故选：B。
7.【答案】C
A、通过变压器的原副线圈的电流的频率相同，故C错误． ；
B、由变压器的电压比与匝数之比的关系得：，；
因升压变压器，所以U1＞U2，又因与为线路电压损失，即U2＞U3，所以，故B错误．
C、根据乙图可知，电压的最大值，周期T=0.02s，所以，则乙图中电压的瞬时值表达式为：u=220sin100πt V，故C正确
D、因是理想变压器，则其输入功率与输出功率相等，但由于电线电阻功率损失，所以升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率．故D错误．
故选：C．
8.【答案】B
AB．输送的功率一定，根据可知输电电压越高，输电电流越小，若输送电压提高到原来的n倍，则电流减小到原来的，根据可知输电线上损失的电压减少到原来的，故A错误，B正确；
CD．根据可知输电线上损失的功率减少到原来的，则输电线上损失的电能减少到原来的，故CD错误。
9.【答案】B
AB.设降压变压器原副线圈的电压分别为U3和U4 ，根据解得U3=nU4，U3'=nU4'，U4-U4'=U，则U3=U3'+nU，电压表 V2 的示数减小了U，可知输电线上的电压增大了nU，则输电线上的电流A1增加了，由可知，故B正确，A错误；
C.发电厂输出的电压恒为U，根据可知，电压表V1示数与输入电压和变压比有关，用户的负载发生变化，电压表V1示数不变，故C错误；
D.输电线上的电压增大了nU，输电线损失的功率增加了，故D错误。
故选B。
10.【答案】D
解：由欧姆定律可知A2的读数。，I1·2R＝U2-U3，，U4＝I4·RL，，联立可得： 由题意可知： ，， 令，则有 由于RL＞2R，k＞1，则 ，I1＜I2，因， 故PR1＜PR3，因UR2＝I1R，UR4＝I2R 故UR2＜UR4，选项A、C错误，选项D正确；
同理 ，故L1灯亮度比L2灯亮度大，选项B错误。
11.【答案】解：(1)根据正弦式交变电流产生规律可知,最大值为:=NBSω
得:Em=300V。
(2)设降压变压器原、副线圈的电流分别为、,电动机恰能正常工作,有:
根据理想变压器的电流比可知:
得I3=4A
所以输电线路上损耗的电功率为:
(3)根据理想变压器的的变压比可知:
得：U3=2200V
升压变压器副线圈两端电压为:U2=U3+I3R=2240V
又
可得:U1=280V
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